Perché usare il martello demolitore per scavo in galleria

Versatilità, flessibilità e adattabilità alle condizioni del sito sono i vantaggi che fanno scegliere il martello demolitore per scavo in galleria

Usare il martello demolitore per scavo in galleria è una scelta che si basa su precise motivazioni. Le gallerie naturali sono tra le opere più complesse da realizzare sia per le difficoltà logistiche connesse alle operazioni di scavo, consolidamento e smarino sia per via dei rischi del cosiddetto “incerto geologico”. Le scelte operate in fase progettuale, sulla base dei dati forniti dalla geognostica, possono infatti non essere consone alle reali condizioni rilevate in situ, e ciò può avere conseguenze, anche pesanti, sulla progressione del lavoro, specie per quanto concerne l’efficacia e la produttività dei sistemi di scavo e di consolidamento prescelti. Se infatti le tecnologie di scavo meccanizzato a sezione piena (TBM – Tunnel Boring Machine), oggi sono particolarmente conosciute e diffuse per la loro rapidità di esecuzione, va anche detto che in più di un caso questa tecnologia ha creato enormi problemi all’impresa e al committente quando le condizioni geomeccaniche dell’ammasso si sono discostate da quelle reali, causando ritardi,  ingenti perdite economiche e persino situazioni di pericolo per chi operava in cantiere. Utilizzare il martello demolitore per scavo in galleria, consente invece di adattarsi in modo rapido ed economico al mutare delle caratteristiche dell’ammasso roccioso. 

Come funziona un martello demolitore

Il martello demolitore è una macchina che ha la funzione di trasformare l’energia di un fluido in pressione in energia meccanica al fine di portare a rottura del materiale. L’impatto tra la massa battente e l’utensile trasforma l’energia cinetica della massa in movimento in energia d’impatto che attraversando l’utensile stesso viene trasferita al materiale da demolire.

I martelli idraulici lavorano principalmente in due differenti modalità:

• Demolizione per penetrazione
  Consiste nel frantumare materiali rocciosi per mezzo della combinazione di onde di stress e dell’effetto cuneo generato dalla particolare conformazione dell’utensile utilizzato. In questo tipo di demolizione l’affilatura e la forma dell’utensile utilizzato sono fondamentali al fine di ottenere una buona produttività del martello. 
• Demolizione da impatto
  È caratterizzata dal fatto di generare la frattura del materiale per mezzo delle sole onde di stress  attraverso l’utilizzo di utensili piatti. Tipiche applicazioni risultano essere la demolizione di blocchi e massi di grandi dimensioni.

La scelta dell’utensile adatto è un fattore determinante per ottenere dal martello demolitore idraulico la massima produttività. 

Grazie alla lunga esperienza nel campo delle demolizioni gravose in galleria Indeco ha sviluppato diverse tipologie di utensili con lo scopo di ottenere la migliore performance in qualsiasi condizione di utilizzo.

Una formula per definire lo strumento di scavo in galleria

La scelta del metodo di scavo di una galleria naturale è un processo decisionale complesso, in cui interagiscono svariati fattori che non sono riconducibili a una semplice analisi costi-benefici. Ci si basa ovviamente su considerazioni di tipo geologico (RMR, RQD, GSI, ecc.), ma anche sulle reali difficoltà dell’avanzamento (ciclo scavo – smarino – consolidamento) e sulle valutazioni di natura logistica ed economica, relative al numero degli addetti, delle macchine e delle attrezzature, all’accessibilità del cantiere, ai vincoli di carattere ambientale, ecc. Per effettuare una prima analisi di massima del metodo di scavo utilizzabile, Indeco propone sul suo FocusOn un metodo di valutazione “a matrice di criteri” che considera molti fattori che concorrono alla scelta del mezzo di scavo.

I sistemi di scavo presi in analisi e confrontati sono:

• Scavo con l’utilizzo di martelli demolitori idraulici
• Scavo con TBM (Tunnel Boring Machine)
• Scavo con l’utilizzo di esplosivo

Problematiche nell’impiego della TBM 

Sebbene sia oggi considerata il metodo di scavo in assoluto più efficiente, la TBM ha una scarsa flessibilità di utilizzo e il suo impiego non è consigliabile nei seguenti casi: 

1. Quando non ci sono dati sufficienti circa l’omogeneità dell’ammasso roccioso lungo tutto il tracciato
2. In presenza di un elevato livello di fratturazione o condizioni idrogeologiche particolarmente critiche
3. In gallerie naturali con lunghezza inferiore ai due chilometri (per i costi troppo elevati)
4. Quando il tracciato richiede raggi di curvatura particolarmente accentuati
5. Quando è richiesta una sezione policentrica (invece di un cerchio perfetto)
6. Quando le condizioni logistiche non rendono facile il suo montaggio/smontaggio

Problematiche nell’impiego dell’esplosivo

Metodo tradizionale di scavo, l’esplosivo garantisce produzioni interessanti, a patto però che l’ammasso roccioso presenti caratteristiche di compattezza che gli consentano di fornire un’adeguata efficacia. Quando l’ammasso roccioso presenta caratteristiche di limitata durezza e soprattutto di fratturazione, l’esplosivo non riesce infatti a garantire valori di produzione soddisfacenti. 

In questi casi, martello ed esplosivo possono essere considerati metodi complementari di scavo ed essere e alternati, in presenza di ammassi che oscillano tra una forte compattezza e durezza e una maggiore fratturazione con livelli di durezza più contenuti. 

I vantaggi del martello demolitore per scavo in galleria

Scegliere come metodo di scavo il martello demolitore in galleria è indubbiamente una soluzione ideale quando la galleria è caratterizzata da profili geomeccanici e dimensionamenti tali da rendere difficile o diseconomico utilizzare altri metodi come la fresa a tutta sezione (TBM) o l’esplosivo. Proprio questi motivi hanno visto il martello trovare ampia applicazione in Italia, uno fra i paesi al mondo che può vantare un alto numero di gallerie naturali, in un territorio caratterizzato da ammassi in cui scavo e consolidamento sono particolarmente complessi.